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CN105008674A - 蒸汽涡轮叶片制造方法 - Google Patents

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CN105008674A
CN105008674A CN201480006374.2A CN201480006374A CN105008674A CN 105008674 A CN105008674 A CN 105008674A CN 201480006374 A CN201480006374 A CN 201480006374A CN 105008674 A CN105008674 A CN 105008674A
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Abstract

本发明所涉及的蒸汽涡轮叶片制造方法具备：槽加工工序，在粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料(11)形成保护部接合面(14)；堆焊工序，通过堆焊在保护部接合面(14)形成保护部用焊缝(15)；及加工工序，通过将粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料(11)和保护部用焊缝(15)一并切削，将粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料(11)加工为精加工后蒸汽涡轮叶片原材料(16)。此时，粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料(11)大于精加工后蒸汽涡轮叶片原材料(16)，这种蒸汽涡轮叶片制造方法与粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料(11)经过精加工之后通过堆焊形成保护部用焊缝(15)的其他蒸汽涡轮叶片制造方法相比，能够减少因堆焊引起的焊接母材的变形量，且能够适当地制作蒸汽涡轮叶片。

Description

蒸汽涡轮叶片制造方法
技术领域
本发明涉及一种蒸汽涡轮叶片制造方法，尤其涉及一种用于生产设置有蒸汽涡轮的蒸汽涡轮叶片时的蒸汽涡轮叶片制造方法。
背景技术
已知有一种通过蒸汽涡轮叶片受到高温高压的蒸汽来生成动力的蒸汽涡轮。蒸汽涡轮叶片有时遇到蒸汽中所含有的水滴而产生冲蚀(参考专利文献1)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2008－190039号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
已知，通过在蒸汽涡轮叶片的一部分形成保护部来防止蒸汽涡轮叶片的主体部分的冲蚀的耐冲蚀对策。希望适当地制作出施行这种耐冲蚀对策的蒸汽涡轮叶片。
本发明的课题在于，提供一种适当地制作蒸汽涡轮叶片的蒸汽涡轮叶片制造方法。
用于解决技术课题的手段
本发明的第1方式所涉及的蒸汽涡轮叶片制造方法具备：槽加工工序，在蒸汽涡轮叶片原材料上形成保护部接合面；堆焊工序，通过堆焊在所述保护部接合面形成保护部用焊缝；及加工工序，通过与所述蒸汽涡轮叶片原材料一并切削所述保护部用焊缝，将所述蒸汽涡轮叶片原材料加工成蒸汽涡轮叶片。
此时，蒸汽涡轮叶片原材料大于蒸汽涡轮叶片原材料经过精加工的精加工后蒸汽涡轮叶片原材料，与精加工后蒸汽涡轮叶片原材料相比，不易因基于堆焊的热输入而变形。因此，这种蒸汽涡轮叶片制造方法与蒸汽涡轮叶片原材料经过精加工之后形成保护部用焊缝的其他蒸汽涡轮叶片制造方法相比，能够缩小由堆焊引起的蒸汽涡轮叶片原材料的变形量，且能够适当地制作蒸汽涡轮叶片。
所述第1方式所涉及的蒸汽涡轮叶片制造方法还具备锻造工序，该工序中通过锻造来制作所述蒸汽涡轮叶片原材料。
通过锻造制作的蒸汽涡轮叶片原材料大于锻造品经过切削加工而形成的粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料，不易因基于堆焊的热输入而变形。因此，这种蒸汽涡轮叶片制造方法与在形成于该粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料的保护部接合面上形成保护部用焊缝的其他蒸汽涡轮叶片制造方法相比，能够缩小由堆焊引起的蒸汽涡轮叶片原材料的变形量，且能够适当地制作蒸汽涡轮叶片。
所述第1方式所涉及的蒸汽涡轮叶片制造方法还具备时效处理工序，在施行所述加工工序之前，对所述保护部用焊缝及所述蒸汽涡轮叶片原材料进行时效处理。
根据这种蒸汽涡轮叶片制造方法，蒸汽涡轮叶片原材料通过时效处理而硬化，能够在被切削之前轻松地矫直该蒸汽涡轮叶片原材料，且能够轻松地制作蒸汽涡轮叶片。
本发明的第2方式所涉及的蒸汽涡轮叶片通过施行基于本发明的蒸汽涡轮叶片制造方法而制作。这种蒸汽涡轮叶片与蒸汽涡轮叶片原材料经过精加工之后形成保护部用焊缝的其他蒸汽涡轮叶片相比，能够缩小由堆焊引起的蒸汽涡轮叶片原材料的变形量，且能够适当地制作蒸汽涡轮叶片。
发明效果
本发明的蒸汽涡轮叶片制造方法通过在堆焊之后对蒸汽涡轮叶片原材料进行精加工，能够缩小因堆焊引起的蒸汽涡轮叶片原材料的变形量，且能够适当地制作蒸汽涡轮叶片。
附图说明
图1为表示蒸汽涡轮叶片的立体图。
图2为表示蒸汽涡轮叶片制造方法的实施方式的流程图。
图3为表示蒸汽涡轮叶片原材料的剖面图。
图4为表示蒸汽涡轮叶片制造方法的另一实施方式的流程图。
图5为表示其他蒸汽涡轮叶片原材料的剖面图。
图6为表示蒸汽涡轮叶片制造方法的又一实施方式的流程图。
具体实施方式
以下参考附图记述本发明所涉及的蒸汽涡轮叶片的实施方式。蒸汽涡轮叶片1用于蒸汽涡轮，如图1所示，其具备底部2及翼型部3。底部2安装于蒸汽涡轮的转子上。翼型部3形成为翼型，且固定于底部2。当底部2安装于蒸汽涡轮的转子上时，翼型部3暴露于流经蒸汽涡轮的蒸汽。
翼型部3具备主体部分5及保护部6。主体部分5大致形成为翼型，且通过与底部2一体形成而固定于底部2。保护部6由钨铬钴合金(注册商标)形成。保护部6以形成翼型部3的翼端的顶端部分的方式接合于主体部分5。
蒸汽涡轮叶片制造方法的实施方式用于制作蒸汽涡轮叶片1之时。该蒸汽涡轮叶片制造方法中，如图2所示，首先通过锻造金属块来制作锻造后蒸汽涡轮叶片原材料(步骤S 1)。该锻造后蒸汽涡轮叶片原材料进一步经压印而高精度地形成为规定形状。锻造后蒸汽涡轮叶片原材料经压印之后，通过热矫直进一步高精度地形成为规定形状(步骤S2)。
锻造后蒸汽涡轮叶片原材料经过热矫直之后，被固溶热处理。该锻造后蒸汽涡轮叶片原材料经过固溶热处理之后再接受稳定热处理(步骤S3)。该锻造后蒸汽涡轮叶片原材料经过热处理之后，进一步经过时效处理而硬化(步骤S4)。
锻造后蒸汽涡轮叶片原材料经过时效处理之后，以形成为规定形状的方式被矫直。该锻造后蒸汽涡轮叶片原材料经过矫直之后被切削加工，而形成为粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料(步骤S5)。如图3所示，形成于锻造后蒸汽涡轮叶片原材料12的该粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11的表面几乎通过切削加工而去除，而小于锻造后蒸汽涡轮叶片原材料12。
粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11进一步被切削加工，由此形成保护部接合面14(步骤S6)。保护部接合面14形成于粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11中与蒸汽涡轮叶片1的顶端部分对应的区域，且形成为凹坑。
粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11在形成保护部接合面14之后，利用从CO2激光发射的激光束来将含有钨铬钴合金(注册商标)的填充金属堆焊到保护部接合面14上。粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11通过该堆焊形成保护部用焊缝15(步骤S7)。因此，保护部用焊缝15由钨铬钴合金(注册商标)形成，并牢固地接合于保护部接合面14。保护部用焊缝15形成于粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11中与蒸汽涡轮叶片1的顶端部分对应的区域，且形成为突起。
粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11在形成保护部用焊缝15之后，以形成为规定形状的方式被矫直。粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11经矫直之后，被切削加工，而形成为精加工后蒸汽涡轮叶片原材料16(步骤S8)。精加工后蒸汽涡轮叶片原材料16形成为，粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11的表面几乎被去除且保护部用焊缝15的表面几乎被去除。因此，精加工后蒸汽涡轮叶片原材料16小于粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11。精加工后蒸汽涡轮叶片原材料16通过研磨而形成为蒸汽涡轮叶片1(步骤S9)。蒸汽涡轮叶片1被如此制作，由此保护部用焊缝15的一部分形成为保护部6。
蒸汽涡轮叶片制造方法的比较例中，通过钎焊将钨铬钴合金板接合于精加工后蒸汽涡轮叶片原材料16的保护部接合面14，由此制作蒸汽涡轮叶片1。当通过钎焊将钨铬钴合金板接合到保护部接合面14时，需要将保护部接合面14充分加热，并且需要对母材中的保护部接合面14的相反侧面进行加热。因此，通过这种钎焊而热输入于母材的热量较大。
这种蒸汽涡轮叶片制造方法通过堆焊形成保护部用焊缝15，由此无需对粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11中的保护部接合面14的相反侧面进行加热。因此，这种蒸汽涡轮叶片制造方法与通过钎焊将钨铬钴合金板接合于保护部接合面14来制作蒸汽涡轮叶片的比较例的蒸汽涡轮叶片制造方法相比，能够减少热输入于粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11中的热量。其结果，这种蒸汽涡轮叶片制造方法与该比较例相比，能够减少粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11的变形量，且能够更加适当地制作蒸汽涡轮叶片1。
大型母材通过堆焊而变形的变形量小于小型母材通过堆焊而变形的变形量。因此，这种蒸汽涡轮叶片制造方法与通过在粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11的保护部接合面14形成保护部用焊缝15来在精加工后蒸汽涡轮叶片原材料16的保护部接合面14形成保护部用焊缝15的方法相比，能够减少母材的变形量。其结果，这种蒸汽涡轮叶片制造方法与在精加工后蒸汽涡轮叶片原材料16进行堆焊的其他蒸汽涡轮叶片制造方法相比，能够更加适当地制作蒸汽涡轮叶片1。
图4表示本发明所涉及的蒸汽涡轮叶片制造方法的其他实施方式。该蒸汽涡轮叶片制造方法中，首先如同图2所示的蒸汽涡轮叶片制造方法，通过锻造金属块来制作锻造后蒸汽涡轮叶片原材料(步骤S11)，再经压印及热矫直(步骤S12)。
锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21经过热矫直之后，如图5所示被切削加工，由此形成保护部接合面22(步骤S13)。锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21在形成保护部接合面22之后，堆焊保护部接合面22，由此形成保护部用焊缝23(步骤S14)。
锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21在形成保护部用焊缝23之后接受固溶热处理及稳定热处理(步骤S15)。锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21经过热处理之后，以形成为规定形状的方式被矫直。锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21经过矫直之后被切削加工，而形成为粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料24(步骤S16)。
粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料24进行时效处理(步骤S17)。粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料24经过时效处理之后，以形成为规定形状的方式被矫直。粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料24经过矫直之后，被切削加工，而形成为精加工后蒸汽涡轮叶片原材料25(步骤S18)。精加工后蒸汽涡轮叶片原材料25通过研磨而形成为蒸汽涡轮叶片1(步骤S19)。蒸汽涡轮叶片1被如此制作，由此保护部用焊缝23的一部分形成为保护部6。
形成有保护部接合面22的锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21中残留有通过锻造形成的一部分表面，与上述实施方式中的粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11相比较大。因此，锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21通过堆焊而变形的变形量小于粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料11通过堆焊而变形的变形量。这种蒸汽涡轮叶片制造方法与上述实施方式中的蒸汽涡轮叶片制造方法相比，能够更加适当地制作蒸汽涡轮叶片1。
图6表示本发明所涉及的蒸汽涡轮叶片制造方法的又一实施方式。该蒸汽涡轮叶片制造方法中，首先与图4所示的蒸汽涡轮叶片制造方法相同地通过锻造金属块来制作锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21(步骤S21)，经过压印及热矫直(步骤S22)而形成保护部接合面22(步骤S23)。
锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21在形成保护部接合面22之后，被固溶热处理及稳定热处理(步骤S24)。锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21经过热处理之后通过堆焊保护部接合面22而形成保护部用焊缝23(步骤S25)。
锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21在形成保护部用焊缝23之后，被时效处理(步骤S26)。锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21经过时效处理之后，以形成为规定形状的方式被矫直。锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21被矫直之后经过切削加工而形成为粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料24(步骤S27)。
粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料24以形成为规定形状的方式被矫直。粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料24被矫直之后经过切削加工而形成为精加工后蒸汽涡轮叶片原材料25(步骤S28)。精加工后蒸汽涡轮叶片原材料25通过研磨而形成为蒸汽涡轮叶片1(步骤S29)。蒸汽涡轮叶片1被如此制作，由此保护部用焊缝23的一部分形成为保护部6。
这种蒸汽涡轮叶片制造方法也与图4所述的上述蒸汽涡轮叶片制造方法同样能够适当地制作蒸汽涡轮叶片1。通常，锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21的硬度越大，则将锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21形成为规定形状的矫直越轻松。根据这种蒸汽涡轮叶片制造方法，锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21经过时效处理之后以形成为规定形状的方式被矫直，由此与图4所示的上述蒸汽涡轮叶片制造方法相比，粗加工之前的锻造后蒸汽涡轮叶片原材料21的硬度更大。因此，与图4所示的上述蒸汽涡轮叶片制造方法相比，根据这种蒸汽涡轮叶片制造方法能够更加轻松地制作蒸汽涡轮叶片1。
另外，保护部6能够由不同于钨铬钴合金(注册商标)的其他材料形成。该材料为耐冲蚀性比形成于主体部分5的材料更优异的材料，例如例示出奥氏体系不锈钢。利用这种材料的蒸汽涡轮叶片制造方法与上述实施方式中的蒸汽涡轮叶片制造方法同样能够更加轻松地制作蒸汽涡轮叶片1。
另外，用于堆焊的激光束能够替换成与CO2激光不同的从其他激光振荡器发射的其他激光束。作为激光振荡器例示出YAG激光、LD(激光二极管)等。此外，堆焊能够通过不同于激光焊接的其他焊接来施行。作为该焊接例示出TIG焊接。适用这种焊接的蒸汽涡轮叶片制造方法与上述实施方式中的蒸汽涡轮叶片制造方法同样能够适当地制作蒸汽涡轮叶片1。
符号说明
1-蒸汽涡轮叶片，2-底部，3-翼型部，5-主体部分，6-保护部，11-粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料，12-锻造后蒸汽涡轮叶片原材料，14-保护部接合面，15-保护部用焊缝，16-精加工后蒸汽涡轮叶片原材料，21-锻造后蒸汽涡轮叶片原材料，22-保护部接合面，23-保护部用焊缝，24-粗加工后蒸汽涡轮叶片原材料，25-精加工后蒸汽涡轮叶片原材料。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(补正后)一种蒸汽涡轮叶片制造方法，其具备：
槽加工工序，在蒸汽涡轮叶片原材料形成保护部接合面；
堆焊工序，通过堆焊在所述保护部接合面形成保护部用焊缝；及
精加工工序，通过与所述蒸汽涡轮叶片原材料一并切削所述保护部用焊缝，精加工成使蒸汽涡轮叶片小于所述蒸汽涡轮叶片原材料。
2.(补充)根据权利要求1所述的蒸汽涡轮叶片制造方法，其中，
该方法还具备研磨工序，在所述精加工工序之后对所述蒸汽涡轮叶片进行研磨。
3.(补正后)根据权利要求1或2所述的蒸汽涡轮叶片制造方法，其中，
该方法还具备锻造工序，通过锻造制作所述蒸汽涡轮叶片原材料。
4.(补正后)根据权利要求1至3中任一项所述的蒸汽涡轮叶片制造方法，其中，
该方法还具备时效处理工序，在施行所述精加工工序之前与所述保护部用焊缝一并对所述蒸汽涡轮叶片原材料进行时效处理。
5.(补正后)一种蒸汽涡轮叶片，其中，
所述蒸汽涡轮叶片通过权利要求1至4中任一项所述的蒸汽涡轮叶片制造方法来制作。

Claims (4)

1.一种蒸汽涡轮叶片制造方法，其具备：
槽加工工序，在蒸汽涡轮叶片原材料上形成保护部接合面；
堆焊工序，通过堆焊在所述保护部接合面形成保护部用焊缝；及
加工工序，通过与所述蒸汽涡轮叶片原材料一并切削所述保护部用焊缝，将所述蒸汽涡轮叶片原材料加工成蒸汽涡轮叶片。
2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮叶片制造方法，其中，
该方法还具备锻造工序，该工序中通过锻造制作所述蒸汽涡轮叶片原材料。
3.根据权利要求1或2所述的蒸汽涡轮叶片制造方法，其中，
该方法还具备时效处理工序，在施行所述加工工序之前与所述保护部用焊缝一并对所述蒸汽涡轮叶片原材料进行时效处理。
4.一种蒸汽涡轮叶片，其中，
所述蒸汽涡轮叶片通过权利要求1至3中任一项所述的蒸汽涡轮叶片制造方法来制作。
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